1、1课时作业 1 力与物体的平衡一、选择题(17 题为单项选择题，811 题为多项选择题)1如图所示，质量为 2 kg 的物体与水平地面间的动摩擦因数为 0.2，水平地面足够大 t0 时，物体以 2 m/s 的初速度向右运动，同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2 N 的拉力 F，向右为正方向，取 g10 m/s 2，则在 t0 之后( )A物体所受摩擦力不会变化B物体所受摩擦力会由4 N 变为2 NC物体所受摩擦力会由4 N 变为2 ND物体所受摩擦力会由4 N 变为2 N解析：分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力，由题意知，刚开始物体向右运动，所以物体受到向左的滑动摩擦力为4
2、 N；又因为 t0 时，物体受到向左的水平恒力，所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为 0；之后水平恒力小于最大静摩擦力，故物体受到向右的静摩擦力，与水平恒力等大反向，大小为2 N，选项 B 正确答案：B2一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向 角(如侧面图)的位置如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图，均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画)( )解析：对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力与重力和绳子的拉力的合力大小相等，方向相反，故由左手定则可以判
3、断出磁场的方向范围，故 C 正确答案：C32018安徽十校联考美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于 20 世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为d 的平行金属板 A、 B 水平放置，两板接有可调电源从 A 板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到 U 时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测到这个速度的大小为 v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为 k，重力加速度为 g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )2A
4、q B qkvdU vdgkUC q D qkvUd vgkUd解析：根据油滴恰好悬浮在两板间，由平衡条件得： q mg，由题意知 v km，联立Ud得 q ，选项 B 正确vdgkU答案：B4如图所示，甲、乙、丙、丁四种情况，光滑斜面的倾角都是 ，球都是用轻绳系住处于平衡状态，则下列说法正确的是( )A球对斜面压力最大的是甲图B球对斜面压力最小的是丙图C球对斜面压力第二大的是丁图D球对斜面压力第二大的是乙图解析：甲图中，根据平衡条件得斜面对小球的支持力 FN1 mgcos mg.丙图中，斜面对小球的支持力 FN30.丁图中，设绳子mgcos与斜面的夹角为 ，绳子的拉力大小为 F，则斜面对小球
5、的支持力FN4 mgcos Fsin G G，C 正确、D 错误FFN 62 sin60sin15sin60sin30 3答案：C82018佛山二模如图所示，两个小球 a、 b 质量均为 m，用细线相连并悬挂于 O点，现用一轻质弹簧给小球 a 施加一个拉力 F，使整个装置处于静止状态，且 Oa 与竖直方向夹角为 45，已知弹簧劲度系数为 k，则弹簧形变量可能是( )A. B.2mgk 2mg2kC. D.42mg3k 2mgk解析：当 F 与细线 Oa 垂直时， F 有最小值， F 的最小值为 Fmin2 mgsin 2 mg22mg.当 F 水平或竖直方向时，有最大值， F 的最大值为 Fm
6、ax2 mg.根据胡克定律： xmax2，所以： xmin ，则 A、C、D 正确，B 错误2mgk 2mgk答案：ACD9如图所示，三角形 ABC 是固定在水平面上的三棱柱的横截面， A30， B37，sin370.6，cos370.8， C 处有光滑小滑轮，质量分别为 m1、 m2的两物块通过细线跨放在 AC 面和 BC 面上，且均恰好处于静止状态，已知 AC 面光滑，物块 2 与BC 面间的动摩擦因数 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则两物块的质量比 m1 m2可能是( )A1 ：3 B3 ：5C5 ：3 D2 ：1解析：物块 1 受重力 m1g、细线拉力 FT和斜面支持力 FN作用
7、处于平衡状态，则FT m1gsin30，物块 2 受重力 m2g、细线拉力 FT、斜面支持力 FN及摩擦力 Ff作用处于平衡状态，当 m1较大时，最大静摩擦力方向沿斜面向下，此时有 FT m2gsin37 m 2gcos37，即 2；当 m1较小时，最大静摩擦力方向沿斜面向上，此时有m1m2FT m2gsin37 m 2gcos37，即 ，所以 2，选项 B、C、D 正确m1m2 25 25 m1m2答案：BCD510把 a、 b 两个完全相同的导体小球分别用长为 l 的绝缘细线拴接，小球质量均为 m.先让 a 球带上 q 的电荷量并悬挂于 O 点，如图所示现将不带电的小球 b 也悬挂于 O
8、点(图中未画出)，两球接触后由于静电斥力分开，平衡时两球相距 l.已知重力加速度为 g，静电力常量为 k，带电小球可视为点电荷关于 a 球所受的静电力大小 F 及 O 点处的场强大小E 下列正确的是( )A F mg B F mg33 3C E D E3kql2 3kq2l2解析：对平衡时的 a 球受力分析如图所示，由正交分解法可得 FTsin60 mg， FTcos60 F，联立解得 F mg，选项 A 正确、B 错误；两小球接触后电荷量会平33分，则每个小球的电荷量都为 ，由点电荷的场强公式可得 Ea Eb k ，由平行四q2 q2l2 kq2l2边形定则可得 E2 Eacos30 ，选项
9、 C 错误、D 正确3kq2l2答案：AD11如图所示，磁场方向垂直固定斜面向上，磁感应强度大小随时间变化的规律为B(22 t)T.将一根长 0.3 m、质量为 0.2 kg 的通电硬直导线置于斜面上，导线两侧固定有立柱，导线中电流大小为 1 A t0 和 t2 s 时刻，导线对两侧立柱的压力恰好为零重力加速度大小 g10 m/s 2.下列说法正确的是( )A斜面倾角 30B导线对斜面的压力为 1 NC导线与斜面间最大静摩擦力为 0.6 ND在 t1 s 时，导线所受的摩擦力为零解析：设导线受到的最大静摩擦力为 Ff.t0 时， B12 T，安培力为 F1，由平衡条件得 F1 Ff mgsin
10、 ，其中 F1 B1Il； t2 s 时， B26 T，安培力为 F2，由平衡条件得F2 mgsin Ff， F2 B2Il，联立解得 Ff0.6 N，sin 0.6， 37，A 错误、C 正确；导线对斜面的压力大小为 FN mgcos 1.6 N，B 错误； t1 s 时， B34 T，安培力F3 B3Il1.2 N，代入 F3 Ff mgsin 得， Ff0，D 正确答案：CD二、非选择题612如图，坐标系 xOy 位于竖直平面内，在该区域有场强 E12 N/C、方向沿 x 轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 B2 T、沿水平方向的且垂直于 xOy 平面指向纸里的匀强磁场一个质量 m41
11、0 5 kg，电荷量 q2.510 5 C 带正电的微粒，在 xOy 平面内做匀速直线运动，运动到原点 O 时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了 x 轴上的 P 点( g10 m/s 2)，求：(1)P 点到原点 O 的距离；(2)带电微粒由原点 O 运动到 P 点的时间解析：匀速直线运动时：受力平衡，如图所示，由平衡条件，得 qvBsin qE， qvBcos mg.解得 v10 m/s，与 x 轴正方向成 37斜向右上撤去磁场后受 2 个力，结合速度方向可知做类平抛运动沿 v 方向： OPcos37 vt垂直 v 方向： OPsin37 t212 q2E2 m2g2m得 OP15 m t1.2 s答案：(1)15 m (2)1.2 s
